Лабораторная работа №2. Классы неорг. соединений

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Важнейшие классы неорганических соединений.
1. Разделы теоретического курса для повторения.
Простые
вещества.
Аллотропия.
Сложные
вещества.
Органические и неорганические вещества. Основные классы
неорганических соединений. Оксиды, их состав и номенклатура.
Солеобразующие и несолеобразующие (безразличные) оксиды.
Оксиды основные, кислотные и амфотерные. Химические свойства
оксидов. Способы получения.
Кислоты, их состав и номенклатура. Классификация кислот.
Основность кислот. Получение кислот и их характерные свойства.
Основания, их состав и номенклатура. Классификация
оснований. Способы получения и свойства оснований. Щелочи.
Амфотерные гидроксиды.
Соли, их состав и номенклатура. Классификация солей. Соли
средние, кислые, основные и двойные. Способы получения солей.
Химические свойства солей.
Генетическая
связь
между
классами
неорганических
соединений.
Использование веществ, принадлежащих основным классам
неорганических
соединений,
в
нефтяной
и
газовой
промышленности.
2. Вопросы и упражнения.
1. Приведите по три примера основных, амфотерных,
кислотных и безразличных оксидов. Назовите их. Напишите
графические формулы их молекул.
2. Какие гидроксиды соответствуют следующим оксидам: оксид
бария, оксид калия, оксид углерода (IV), оксид фосфора (V).
Напишите графические формулы их молекул. Назовите их.
3. Перечислите важнейшие классы неорганических соединений,
с которыми могут реагировать следующие оксиды:
а) K2O; б) Cr2O3; в) HBr г) Ba(OH)2?
4. Подберите соответствующие вещества и напишите уравнения
нижеприведенных превращений:
а) оксид  основание  основная соль  средняя соль;
б) оксид  кислота  кислая соль  средняя соль;
в) гидроксид  оксид  соль  соль.
Назовите выбранные вещества.
5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно
осуществить следующие превращения:
NaOH → Na2CO3 → NaHCO3→ Na2CO3→ CO2
Zn → ZnO → Zn(NO3)2 →Zn(OH)2 → Na2ZnO2
3. Экспериментальная часть.
3.1. Свойства кислот.
а) Физические свойства кислот. Распознавание растворов
кислот с помощью индикаторов.
Для находящихся в закрытых склянках в вытяжном шкафу
концентрированных растворов хлороводородной (соляной),
серной и азотной кислот, а также для борной кислоты укажите
физическое состояние и цвет. Данные занесите в табл. 1
Таблица 1
Физические свойства кислот
Кислота
Физические свойства
HCl конц.
HNO3 конц.
H2SO4 конц.
H3BO3
Разбавленные растворы соляной и серной кислот,
имеющиеся на лабораторных столах, налейте в пробирки (борную
кислоту предварительно растворите в дистиллированной воде) и
добавьте раствор индикатора метилоранж. Как изменяется окраска
индикатора? Меняется ли окраска индикатора метилоранж в
растворе борной кислоты?
Аналогично испытайте действие растворов индикаторов
метилрот (метиловый красный) и лакмус на растворы этих кислот.
Как изменяется окраска индикатора? Объясните разницу в действии
раствора борной кислоты на использованные индикаторы с
помощью понятий «сила кислоты» и «интервал перехода окраски
индикатора».
Результаты опытов оформите в виде таблицы 2.
Таблица 2
Окраска некоторых индикаторов в растворах кислот
Цвет индикатора в разбавленном растворе кислоты
Кислота
метилоранж
метилрот
лакмус
HCl разб.
H2SO4 разб.
H3BO3
Сделайте вывод о том, как можно определить наличие
кислоты в растворе.
б) Взаимодействие растворов обычных кислот с металлами.
В две пробирки с разбавленными растворами соляной и
серной кислот поместите по грануле цинка. В другие две пробирки
с разбавленными растворами соляной и серной кислот поместите
медную проволоку. Через некоторое время наблюдайте, в каких
пробирках происходит выделение газа. Дайте объяснение
наблюдаемому различию в действии цинка и меди на разбавленные
растворы выбранных кислот с помощью понятия «активность
металла». Обратите внимание на положение цинка и меди
относительно водорода в ряду активностей металлов. Напишите
уравнения реакций. К какому типу относятся эти реакции?
Сделайте вывод о характере взаимодействия металлов с
растворами обычных кислот.
в) Взаимодействие растворов кислот с основными оксидами.
Поместите в пробирку взятый в небольшом количестве на
кончике шпателя порошок оксида кальция и добавьте
разбавленный раствор соляной кислоты. Что наблюдается?
Напишите уравнение реакции.
Примечание:
При
использовании
оксида
кальция,
находившегося длительное время на воздухе, можно наблюдать
побочную реакцию, протекающую с выделением газа. С чем это
связано?
г) Взаимодействие кислот с основаниями (реакция
нейтрализации).
Поместите в пробирку взятый в небольшом количестве на
кончике шпателя порошок гидроксида кальция, и добавьте
разбавленный раствор соляной кислоты. Что наблюдается?
Напишите уравнение реакции.
Примечание: При использовании гидроксида кальция,
находившегося длительное время на воздухе, можно наблюдать
побочную реакцию, протекающую с выделением газа. С чем это
связано?
3.2. Свойства оснований.
а) Физические свойства оснований. Распознавание
растворов оснований с помощью индикаторов.
Для находящихся в бюксах в вытяжном шкафу оснований
(гидроксидов натрия, калия и кальция) укажите агрегатное
состояние и цвет.
Испытайте действие индикаторов фенолфталеин и лакмус на
растворы гидоксидов натрия, калия и кальция. Как изменилась
окраска индикаторов?
Результаты экспериментов оформите в виде таблицы 3.
Таблица 3
Некоторые свойства оснований
Основание
Агрегатное
состояние, цвет
Цвет индикатора в
разбавленном растворе
основания
фенолфталеин
лакмус
NaOH
KOH
Ca(OH)2
Сделайте вывод о том, как можно определить наличие щелочи
в растворе.
б) Получение и термическое разложение оснований.
Пользуясь растворами соли меди (II) и гидроксида натрия,
получите гидроксид меди (II). Укажите цвет осадка. Осторожно
нагрейте содержимое пробирки в пламени газовой горелки. Для
предупреждения выброса нагревайте верхнюю часть содержимого
пробирки. Что наблюдается? Запишите как меняется цвет
содержимого пробирки.
Напишите уравнение реакции получения гидроксида меди (II)
и реакции разложения этого вещества при нагревании.
Сделайте вывод о разложении гидроксида меди (II) при
нагревании.
3.3. Получение и свойства амфотерных гидроксидов.
Налейте в две пробирки по несколько капель раствора
сульфата цинка. Добавьте в каждую из пробирок по несколько
капель разбавленного раствора гидроксида аммония (водного
раствора аммиака).
Осторожно! Резкое вдыхание аммиака может привести к
потере сознания.
Что при этом образуется?
Докажите амфотерность образовавшегося соединения добавив
в одну из пробирок раствор соляной кислоты, а в другую избыток
раствора гидроксида натрия. Что наблюдается? Запишите
набдюдения.
Напишите уравнения соответствующих реакций, учитывая,
что при растворении гидроксида цинка в растворе кислоты
образуется соль цинка, а в растворе гидроксида натрия образуется
комплексное
соединение
тетрагидроксоцинкат
натрия
Na2Zn(OH)4.
Сделайте вывод о взаимодействии амфотерных гидроксидов с
растворами кислот и щелочей.
3.4. Получение и свойства оксидов.
а) Получение основного оксида (групповой опыт).
В металлическую ложечку для сжигания положите немного
стружки магния и нагрейте в пламени газовой горелки до
воспламенения магния.
Осторожно! Магний горит очень ярко.
Напишите уравнение реакции горения магния. Отметьте цвет
оксида. Сохраните полученный оксид для следующего опыта.
Сделайте вывод об одном из способов получения оксидов.
б) Взаимодействие основного оксида с водой
(групповой опыт)
Полученный в предыдущем опыте оксид (после его
охлаждения!) перенесите в химический стакан и добавьте воды.
Что можно сказать о растворимости оксида магния? Добавьте 2-3
капли раствора фенолфталеина. Как изменилась окраска?
Напишите уравнение реакции взаимодействия оксида магния
с водой.
Сделайте вывод об одном из способов получения
гидроксидов.
в) Получение кислотного оксида.
Поместите в пробирку кусочек мела и прибавьте несколько
капель раствора соляной кислоты. Что наблюдается? Получите
углекислый газ в аппарате Киппа, в котором протекает аналогичная
реакция соляной кислоты с мрамором.
Напишите уравнение реакции взаимодействия карбоната
кальция с соляной кислотой. Сделайте заключение о устойчивости
угольной кислоты.
Напишите вывод об одном из способов получения кислотных
оксидов.
г) Взаимодействие кислотного оксида с водой.
Пропустите ток углекислого газа из аппарата Киппа в
пробирку с водой. Разделите содержимое пробирки на две части и
испытайте действие на полученный раствор индикаторов
метилоранж и метилрот. Как изменились окраски индикаторов?
Объясните причину.
Напишите уравнение реакции взаимодействия углекислого
газа с водой. Сделайте заключение о силе угольной кислоты.
Напишите вывод об одном из способов получения кислот.
3.5. Получение и химические свойства солей.
а) Взаимодействие солей с металлами.
Налейте в пробирку раствор сульфата меди (II) и опустите
гранулу цинка. Что наблюдается?
Напишите уравнение реакции. Отметьте положение меди и
цинка в ряду активностей металлов. Будет ли взаимодействовать
медь с раствором соли цинка?
Сделайте обобщающий вывод о взаимодействии растворов
солей с металлами.
б) Получение солей реакцией обмена между растворами
солей.
Налейте в пробирку несколько капель раствора хлорида
натрия и добавьте 1-2 капли раствора нитрата серебра. Что является
признаком протекания этой реакции? Какой цвет имеет
образовавшийся осадок?
Напишите уравнение проведенной реакции.
Сформулируйте причину, по которой данная реакция
возможна.
в) Получение средней соли и превращение ее в кислую соль.
Налейте в пробирку раствор гидроксида кальция (известковой
воды) и пропустите через раствор углекислый газ из аппарата
Киппа до помутнения раствора, вызванного образованием
суспензии малорастворимого в воде, но хорошо растворимого в
растворах кислот карбоната кальция.
Напишите уравнение реакций получения карбоната кальция.
Следует иметь в виду, что данная реакция является
«качественной реакцией» на углекислый газ и позволяет распознать
оксид углерода (IV) среди других газов.
Продолжайте пропускать углекислый газ через полученную
суспензию до полного растворения первоначально выпавшего
осадка.
При
избытке
углекислого
газа
первоначально
образовавшийся малорастворимый карбонат кальция превращается
в хорошо растворимый гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2.
Напишите уравнение реакций получения карбоната кальция и
его превращения в гидрокарбонат кальция.
К какому типу солей относятся образовавшиеся соли?
Напишите их названия.
Сделайте вывод о способе превращения средней соли в
кислую соль.